Статьи журнала - Сельскохозяйственная биология
Все статьи: 1689
Статья обзорная
Для борьбы с болезнями растений современное сельское хозяйство располагает значительным арсеналом пестицидов-ксенобиотиков, токсичных для микроорганизмов. Однако опасное воздействие таких пестицидов или продуктов их разложения на окружающую среду и здоровье человека требует поиска новых, безвредных и экологически безопасных средств борьбы с болезнями. В связи с этим внимание исследователей привлекает феномен естественной устойчивости растений, в том числе их активный иммунитет и те природные вещества, которые могут индуцировать его механизмы (J.D. Jones с соавт., 2006; M. Albert, 2013; L. Wiesel с соавт., 2014; E.J. Andersen с соавт., 2018; D.F. Klessig с соавт., 2018). Источниками таких веществ, в том числе белков и пептидов, могут служить фитопатогенные и непатогенные микроорганизмы. При их взаимодействии с растениями микробные белки играют роль элиситоров неспецифической устойчивости, распознаваемых как консервативные микробные паттерны (МАМРs или PAMPs), которые индуцируют первую линию активной обороны растений (базовую устойчивость, или PTI) (C. Zipfel, 2009; M.A. Newman, 2013; J. Guo с соавт., 2022). Другие микробные белки - эффекторы, участвующие в развитии болезни, в случае узнавания их растениями-хозяевами также могут активировать защитные ответы как элиситоры расоспецифической устойчивости (B.P. Thomma с соавт., 2011; W. Zhang с соавт., 2022; B.C. Remick с соавт., 2023). Восприятие микробных белковых элиситоров растительными рецепторами вызывает быстрые ответные реакции и может приводить к развитию длительной системной устойчивости растений (T. Boller, G. Felix, 2009; J. B. Joshi с соавт., 2022; S. Wang с соавт., 2023). Изучение свойств и механизмов действия микробных белков представляет собой кластер исследований, результаты которых становятся базой для развития одного из наиболее экологичных направлений в защите растений, способного привести к разработке новых эффективных средств биоконтроля для устойчивого сельского хозяйства. За несколько последних десятилетий у непатогенных и фитопатогенных грибов, оомицетов, бактерий и вирусов, в том числе поражающих сельскохозяйственные культуры, идентифицирован ряд белков-элиситоров, которые относятся к MAMP/PAMP-типу, а также эффекторов, индуцирующих специфический иммунитет (ETI). В представленном обзоре суммирована и проанализирована информация о наиболее важных достижениях в области идентификации и исследования элиситорных белков, которые продуцируют различные бактерии, грибы, оомицеты и вирусы. В тех случаях, когда это известно, кратко описаны особенности структуры элиситоров и механизмы их действия, а именно те защитные ответы растений, которые индуцируются соответствующими элиситорами (D. Qutob с соавт., 2003; M. Tarallo с соавт., 2022; Q. Xu с соавт., 2022). Показано многообразие видов микроорганизмов, которые способны продуцировать элиситорные белки, запускающие механизмы как специфической, так и неспецифической устойчивости. Как примеры элиситоров наиболее подробно рассмотрены флагеллин, харпины, фактор элонгации Tu, белки холодового шока, эффекторы Cladosporium fulvum , элиситоры фитопатогенных и непатогенных фузариевых грибов из других микромицетов, а также недавно открытые МАМРs/PAMPs и ETI-индуцирующие белки. В обзор включена информация об элиситорах оомицетов, микробных ферментах, обладающих свойствами элиситоров, гликопротеинах и пептидогликанах, а также эффекторных белках фитовирусов (Y. Jin с соавт., 2021; L. Cai с соавт., 2023). Кроме того, в отдельном разделе на примере коммерческих препаратов, созданных на основе бактериальных и грибных белковых элиситоров, в том числе в России и Китае, которые доказали свою защитную эффективность в полевых условиях, показана перспективность практического применения микробных элиситорных белков (V.G. Dzhavakhiya с соавт., 2003; W.P. Liu с соавт., 2007; J. Mao с соавт., 2010; Q. Dewen с соавт., 2017).
Бесплатно
Статья научная
Используемый нами подход, предполагающий сочетание эндофитных и ризобактерий при разработке микробных препаратов для растениеводства, позволяет формировать самодостаточные растительно-микробные системы, повышая эффективность сельскохозяйственного производства и снижая экологическую нагрузку на окружающую среду. В статье представлены данные по свойствам перспективных штаммов эндофитных и ризобактерий и их эффективности в вегетационных и полевых опытах. Ризобактерии выделяли из корней растений томата ( Solanum lycopersicum L.) сорта Белла, эндофитные бактерии - из внутренних тканей стебля борщевика ( Heracleum sphondylium L.). Для видовой идентификации изучаемых штаммов бактерий определяли нуклеотидные последовательности гена 16S-рРНК, а также культурально-биохимические свойства. В вегетационных опытах использовали среднеспелый сорт салата ( Lactuca sativa L.) Ералаш и раннеспелый сорт редиса ( Raphanus sativus L.) Дуро. Показано, что штамм Bacillus subtilis TR6 был активен против всех тестируемых фитопатогенных грибов. Зоны ингибирования составляли 17,4-48,2 мм. Практически все исследуемые штаммы были способны продуцировать ауксины, кроме штамма TR7. Наибольшая продукция ауксинов наблюдалась у штаммов TR9 и TR1 - соответственно 12,3 и 20,1 мкг/мл среды. Три из пяти изученных штаммов ( B. subtilis НС8, B. subtilis B2G и Azotobacter chroococcum AZ7) достоверно увеличивали (на 15,2-34,2 %) биомассу у салата. Штаммы B. subtilis Ч-13 и B. subtilis TR6 недостоверно увеличивали урожай зеленой массы салата. Среди изученных штаммов следует отметить B. subtilis НС8, который достоверно увеличивал (на 15,2-42,1 %) урожай редиса и салата в вегетационных опытах. Применение микробных препаратов на основе эндофитных и ризобактерий может быть эффективным перспективным элементом современных технологий выращивания ячменя ( Hordeum vulgare L.), существенно снижая себестоимость производства и улучшая эффективность применения минеральных удобрений при его возделывании. Так, урожай зерна ячменя сорта Данута (2-летние полевые опыты) при применении микробных препаратов на основе эндофитных и ризобактерий достоверно увеличился на 23,8-43,9 % по сравнению с контролем и на 11-29 % по сравнению с фоном, где вносились только минеральные удобрения. Эффективность использования азота из минерального удобрения при инокуляции семян ячменя перспективными штаммами эндофитных и ризобактерий увеличивалась на 11,7-22,1 %, фосфора на 5,1-10,3 %, калия на 10,2-19,4 %.
Бесплатно
Микроорганизмы в условиях глобального изменения климата
Статья научная
Климат нашей планеты стремительно меняется, наблюдается глобальное потепление и увеличивается концентрация CO 2 в атмосфере. По прогнозам международной организации в области климата - Межправительственной группы экспертов по изменению климата (Intergovernmental Panel on Climate Change - IPCC, Швейцария), к концу XXI века увеличение температуры Земли может составить до 4,6 °С (РРЭЦ, 2009). Беспрецедентная скорость таких процессов оставляет мало шансов биологическим видам и экосистемам на приспособление к столь быстрым климатическим переменам. Это приводит к изменению географического распространения видов фитопатогенных грибов. Так, в 1985 году в европейской части России зарегистрировано новое заболевание пшеницы - желтая пятнистость листьев, вызываемая Pyrenophora tritici-repentis (Died.) Drechsler (Е.Ф. Гранин с соавт., 1989). В 2005-2007 годах возбудитель заболевания гриб P. tritici-repentis появился на пшенице в Северо-Западном регионе России. На некоторых сортах распространение болезни достигало 70 %. «Южные» популяции по расовому составу разнообразнее «северных», но последние более вирулентны в отношении сортов-дифференциаторов. Видимо, гриб P. tritici-repentis в новых экологических условиях не успел еще накопить достаточного количества мутаций, обеспечивающих внутривидовое разнообразие, а закрепляется в новой нише за счет усиления вирулентных и агрессивных свойств. Возбудитель фузариоза зерновых культур гриб Fusarium graminearum исторически на территории России локализуется в двух зонах: на Северном Кавказе и на Дальнем Востоке. Однако, начиная с 2003 года, возбудитель распространился на Северо-Западе России. В 2007 году средняя степень распространения болезни на зерновых достигала 93,3 %, в 2008 году - 87,3 %. В последние годы F. graminearum стал доминирующим видом на зерновых в Нидерландах (J. Arts с соавт., 2003), Англии (P. Jennings с соавт., 2004), Северной Германии (T. Miedaner с соавт., 2008) и Финляндии (T. Yli-Mattila с соавт., 2010). Доминирующий вид, вызывающий на юге России септориоз пшеницы, - гриб Septoria tritici, на Северо-Западе - Stagonospora nodorum. В 2003-2005 годах S. tritici стал основным патогеном на пшенице в северо-западной зоне. На восприимчивых сортах яровой пшеницы распространение болезни достигало 51-100 %, а вредоносность находилась в пределах 8-30 %. Эти наблюдения показывают, что глобальное потепление ведет к распространению термофильных видов грибов с юга на север. Потепление почвы стимулирует активность почвенных грибов из родов Pythium, Rhizoctonia, Sclerotinia, уменьшает латентный период развития болезни и увеличивает агрессивность патогенов. Температура может влиять на функции генов вирулентности паразитов и генов устойчивости сортов растений. При изменении температуры окружающей среды может происходить смена доминирования видов. Видимо, особое внимание при прогнозировании фитосанитарной ситуации в связи с потеплением климата следует обратить на термоустойчивые виды. Рекомендуется осуществлять постоянный мониторинг за появлением новых заболеваний растений, корректировку защитных мероприятий против болезней, создавать сорта с более широкой способностью адаптироваться к изменяющимся условиям окружающей среды.
Бесплатно
Статья научная
Получение качественного посадочного материала в цветоводстве и садоводстве связывают с необходимостью применять высокие технологии оздоровления и тестирования. Как известно, методы микроразмножения также широко используются селекционерами для ускоренной репродукции ценного материала и служат важным способом поддержания существующего биоразнообразия в случае с видами, занесенными в Красные книги. Однако для ряда цветочно-декоративных, и особенно субтропических плодовых культур, редких исчезающих видов растений дикой флоры еще не описаны надежные приемы получения и размножения растений-регене-рантов in vitro. В настоящей работе представлены результаты разработки и усовершенствования методов микроклонального размножения чая Camellia sinensis (L.) Kuntze, лимона Citrus limon (L.) Burm, камелии японской Camellia japonica L. и Lilium caucasicum Miscz. ex Grossh. (исчезающий эндемичный вид Западного Кавказа). Для вышеперечисленных субтропических и декоративных растений выявлены особенности получения стерильной культуры и сезонные сроки (май-октябрь) их введения в культуру in vitro. Оптимизированы питательные среды и условия культивирования для микроклонального размножения изучаемых культур. Так, для чая культивирование эксплантов на питательной среде WPM (Woody Plant Media), дополненной фиторегуляторами 6-бензиламинопурином (6-БАП, 3,0 мг/л) и аденином (0,9 мг/л), способствовало индукции многочисленных адвентивных микропобегов. Активный рост микропобегов для камелии японской был отмечен также на питательной среде WPM с фиторегуляторами 6-БАП и индолил-3-уксусной кислотой (ИУК) в концентрации соответственно 2 мг/л и 0,5 мг/л. Для сортов лимона надежным способом размножения оказалась микропрививка. Выявлено, что после 3-го цикла микропрививки коэффициент размножения микрочеренков в 2 раза превышал аналогичный показатель для микропобегов из пазушных почек растений-доноров и составил 4,6 шт/побег. У L. caucasicum использование различных частей луковичных чешуй показало, что эффективность индукции морфогенеза in vitro зависела от того, какая часть использовалась в качестве экспланта. Через 48 сут в стерильных условиях из базальной и медиальной частей чешуй развивались преимущественно адвентивные побеги, реже происходил каллусо- и ризогенез, в то время как в культуре апикальных частей преобладал каллусогенез. В доступной литературе мы не нашли данных о возможности получения культуры тканей у L. caucasicum. Таким образом, нами впервые разработан протокол для размножения in vitro этого исчезающего эндемика Западного Кавказа.
Бесплатно
Статья научная
Представлен обзор зарубежной литературы, посвященный проблеме применения микросателлитов для исследований эволюции, происхождения и дивергенции сельскохозяйственных животных. На обширном материале рассматривается роль микросателлитов в организме человека и животных разных видов. Обсуждается возможность использования микросателлитов в качестве маркеров для оценки аллелофонда, достоверности происхождения и филогенеза локальных и широкораспространенных пород животных.
Бесплатно
Статья научная
Облепиха крушиновидная ( Hippopha ё rhamnoides L.) представляет интерес как пищевое и лекарственное растение. Ее плоды содержат витамины C, B 1, B 2, E, P, полиненасыщенные жирные кислоты, каротин, другие биологически активные вещества. Основным лимитирующим фактором интродукции облепихи служит температурный режим зимне-весеннего периода, причем к неблагоприятным условиям наиболее чувствительна мужская генеративная сфера. Мы изучали микроспорогенез у гибридов Hippopha ё rhamnoides L. разного эколого-географического происхождения селекции Нижегородской государственной сельскохозяйственной академии. Проводили мониторинг этапов микроспорогенеза и развития пыльцевого зерна. Стадию развития мужского гаметофита определяли на давленых временных препаратах. По результатам исследований выделены две группы гибридов, различающихся по срокам начала и протекания отдельных этапов микроспорогенеза. К первой группе относятся гибриды с преобладанием морфофизиологических признаков катунского (Дебют, 5/87, 1/89 и 1/91), ко второй — прибалтийского (Геракл, 31/89, 1/90 и 5/93) экотипа. У гибридов из первой группы начало микроспорогенеза и образование тетрад микроспор происходят при более низких суммах положительных температур (соответственно 48,5-49,5 и 114,8-118,5 °С), чем у гибридов из второй группы (62,0-71,1 и 135,6-147,0 °С). При этом созревание пыльцы и цветение (пыление) мужских растений у изученных экотипов протекают практически одновременно при сумме положительных температур соответственно от 171,8 до 216,6 °С и от 276,3 до 343,9 °С.
Бесплатно
Микроспорогенез у сортов Pyrus, Malus, Cerasus, Microcerasus и их гибридов
Статья научная
Изучены особенности микроспорогенеза у видов Pyrus communis, Malus domestica, Cerasus vulgaris, Microcerasus tomentosa, Cerasus avium, а также у их межвидовых и межродовых гибридов. Описаны типичные и нетипичные нарушения микроспорогенеза. Первые были обнаружены у всех изученных растений, вторые - в основном у гибридов. Нетипичные нарушения становились причиной низкой фертильности пыльцевых зерен.
Бесплатно
Статья научная
В настоящее время признается экономическая важность улучшения качества свинины при одновременном продолжении наращивания объемов ее производства. Показано, что выбор рациона кормления влияет на характеристики мышечных волокон, а в предупреждении появления и развития миопатических изменений мяса важная роль отводится веществам-адаптогенам, в которых нуждаются животные в период активного роста, - витаминам и биофлавоноидам. В настоящей работе на примере гибридных свиней впервые показано положительное влияние скармливания комплекса адаптогенов дигидрокверцетина и витаминов Е, С в период откорма на микроструктурные характеристики musculus Longissimus dorsi. Цель работы - оценка влияния комплекса адаптогенов дигидрокверцетина и витаминов Е, С на микроструктурные характеристики мышечной ткани мяса, получаемого от гибридных свиней. Опыты проводили в 2021-2022 годах в ФГБНУ ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова РАН, ФГНУ ФИЦ ВИЖ им. Л.К. Эрнста и БМПК (Брянская обл). Для эксперимента отобрали 108 помесных поросят ( Sus scrofa domesticus ) F2 [(крупная белая ½ ланд-рас) ½ дюрок]. Продолжительность периода откорма составляла 58 сут. Поросята разделили на две группы (контрольную и опытную) случайным образом. Контрольная группа получала только комбикорм СК-6. Опытной группе дополнительно давали экспериментальный комплекс адаптогенов (ДКВЕС), содержащий ДКВ (Экостимул-2, АО «Аметис», Россия; содержание ДКВ 72-73 %) в дозе 32 мг/кг корма, витамин Е (ИННОВИТ Е60, ГК «МЕГАМИКС», Россия) - 10 мг/кг корма, витамин С (Тайгер С 35, «Anhui Tiger Biotech Co., Ltd.», Китай) - 35 мг/кг корма. Молодняк взвешивали дважды - на 0-е и 58-е сут. Проводили индивидуальное (по 10 гол. из группы) и групповое взвешивание. После убоя животных определяли массу парной туши, а также убойный выход. Для изучения микроструктуры мышечной ткани через 45 мин после убоя из длиннейшей мышцы спины ( musculus longissimus dorsi ) отбирали образцы размером 3½3½3 см. Образцы фиксировали в 10 % нейтральном забуференном растворе формалина в течение 72 ч при комнатной температуре. Для дальнейшего исследования от каждого образца отбирали два фрагмента размером 1,5½1,5½0,5 см с продольной и поперечной ориентацией мышечных волокон, промывали холодной проточной водой в течение 4 ч и уплотняли в растворах желатина («AppliChem GmbH», Германия) по восходящей концентрации (12,5 %, 25 %) при 37 °С в течение 8 ч в каждом растворе. Серийные срезы толщиной 16 мкм изготавливали на криостатате MIKROM-HM525 («Thermo Scientific», США). Срезы монтировали на стекла Menzel-Glaser («Thermo Scientific», США) и окрашивали гематоксилином Эрлиха и 1 % водно-спиртовым раствором эозина («BioVitrum», Россия). Изучение гистологических препаратов и их фотографирование осуществляли с использованием светового микроскопа AxioImaiger A1 («Carl Zeiss», Германия; видеокамера AxioCam MRc 5, «Carl Zeiss», Германия). Для морфометрических исследований применяли программу анализа изображений AxioVision 4.7.1.0 («Carl Zeiss», Германия). Диаметр мышечных волокон, длину саркомеров и площадь поперечного сечения гигантских волокон измеряли в интерактивном режиме. При изучении поперечных срезов гистологических препаратов определяли форму мышечных волокон, плотность их расположения, состояние ядер, толщину и состояние соединительнотканных прослоек, выявляли гигантские волокна. На продольных срезах определяли состояние и форму мышечных волокон, состояние сарколеммы, наличие исчерченности (поперечной, продольной), наличие деструктивных изменений (разрывы, трещины, фрагментация), выявляли узлы гиперсокращения. По результатам откорма животных контрольной и опытной групп мы не обнаружили статистически значимых различий по живой массе и убойными показателями, однако гистологические исследования выявили достоверные различия между группами по средним значениям плотности расположения мышечных волокон (р = 0,02) и длине саркомеров (р = 0,000007). Снижение числа гигантских волокон в образцах от опытной группы почти в 2 раза (11,60 против 21,30 шт/см2) свидетельствовало о существенном улучшении микроструктуры образцов по сравнению с контрольной группой животных, не получавших ДКВЕС. Менее выраженный характер деструктивных изменений сарколеммы в опытной группе также указывал на повышение стрессоустойчивости животных. С учетом значительной вариабельности морфометрических показателей в обеих группах была применена балльная оценка, позволяющая на основании результатов изучения микроструктуры мышечных волокон классифицировать туши по степени выраженности миопатических изменений мышечной ткани. В контрольной группе была только одна туша без признаков миопатии, четыре туши имели признаки умеренной миопатии и пять туш - выраженной миопатии. Напротив, в опытной группе в четырех тушах признаки миопатии отсутствовали, шесть туш имели признаки умеренной миопатии.
Бесплатно
Микротезаурус по генетике и селекции сельскохозяйственных растений и животных
Статья научная
Рассмотрены вопросы обработки научной терминологии по генетике и селекции для включения в микротезаурус в Центральной научной сельскохозяйственной библиотеке на основе анализа международных классификаций, тезаурусов зарубежных баз данных и отечественной базы данных «АГРОС». Подчеркивается связь микротезауруса с политематическим тезаурусом по сельскому хозяйству и продовольствию. Представлена технология создания микротезауруса: отбора и обработки лексики, формирования словарной статьи
Бесплатно
Статья научная
Использование новых белковых кормовых добавок животного происхождения вместо дорогостоящей рыбной муки - актуальное направление исследований в современном промышленном птицеводстве. Разработаны новые кормовые добавки из вторичного сырья, которое возникает при убое и переработке птицы. В настоящей работе мы впервые провели сравнительный анализ бактериального сообщества содержимого слепых отростков кишечника у цыплят-брой-леров (Gallus gallus L.) кросса Ross 308 при включении в рацион белковых кормовых добавок из кератин- и коллагенсодержащего сырья, полученных методом кратковременного высокотемпературного гидролиза в тонком слое. Показана возможность использования новых кормовых добавок для повышения продуктивности и качества мяса цыплят-бройлеров. Нашей целью была оценка влияния белковых кормовых добавок из кератин- и коллагенсодержащего сырья, полученных методом кратковременного высокотемпературного гидролиза в тонком слое, на микрофлору желудочно-кишечного тракта и продуктивность цыплят-бройлеров...
Бесплатно
Статья научная
Известно, что пробиотические и пребиотические препараты улучшают функционирование кишечника и нормализуют процессы переваривания корма у животных. Колонизация желудочно-кишечного тракта полезной микрофлорой способствует снижению отрицательного влияния патогенных или условно-патогенных микроорганизмов, поддержанию оптимальной кислотности среды, профилактике дисбиоза, стимуляции факторов местного и общего иммунитета. Однако биологические механизмы реализации подобных свойств этих препаратов все еще окончательно не выяснены. Мы оценили воздействие двух российских препаратов - многофункциональной кормовой добавки комплексного действия Профорт® (ООО «Биотроф», Россия), сочетающей качества фермента и пробиотика, и пребиотика Ветелакт («НВЦ Агроветзащита», Россия) на количественный и качественный состав микробиоты кишечника у яичных кур, впервые сопоставив их эффекты с экспрессией генов b-дефензина 9 ( AvBD9 ), интерлейкина 8 ( IL8 ), галлинацина-10 ( Gal-10 ) и проэнкефалина ( PENK ), которые связаны с защитными системами организма. В опытах использовали три группы кур (по 20 гол.) кросса Ломанн белый ЛСЛ (Lohmann LSL) с интенсивностью яйцекладки в возрасте 25 нед не менее 95 % (условия вивария, 2019 год). Кормление птицы осуществляли комбикормом, составленным с учетом требований паспорта на кросс. Введение в рацион опытных групп указанных биологически активных добавок проводили ежедневно в течение 28 сут. Ежесуточно учитывали яйценоскость, еженедельно рассчитывали интенсивность яйцекладки, определяли массу яиц и живую массу птицы. После окончания опыта при помощи NGS секвенирования был определен состав микробиоты слепых отростков кишечника и проведена оценка экспрессии генов b-дефензина 9 ( AvBD9 ), интерлейкина 8 ( IL8 ), галлинацина-10 ( Gal-10 ) и проэнкефалина ( PENK ). Известно, что b-дефензин 9 и галлинацин-10 относятся к семейству эндогенных пептидов, которые представляют собой важный элемент системы врожденного иммунитета и связующее звено между врожденным (неспецифическим) и приобретенным (адаптивным, специфическим) иммунитетом, проэнкефалин - один из шести опиоидных пептидов, которые регулируют передачу сигналов между клетками и влияют на многие биологические процессы у позвоночных, включая развитие, рост и размножение, а интерлейкин 8 - один из основных провоспалительных хемокинов, образуемый макрофагами, эпителиальными и эндотелиальными клетками, который также играет важную роль в системе врожденного иммунитета. Экспериментально установлено, что наибольшие показатели яичной продуктивности (на 3,33 % выше контроля, р 0,05), при этом живая масса кур превышала контроль на 0,9 % (р > 0,05). Скармливание пребиотика способствовало увеличению общего числа микроорганизмов в содержимом кишечника до 7,625±0,74 lg КОЕ/г (микробное число в контроле составляло 7,598±1,01 lg КОЕ/г), тогда как пробиотик снижал количество микроорганизмов до 7,565±0,56 lg КОЕ/г (р > 0,05). При этом обе кормовые добавки способствовали увеличению числа бифидо- и целлюлозолитических бактерий в кишечнике и снижали общее количество патогенной и нежелательной микрофлоры на 25-50 %. Уменьшение в составе микробиоты доли патогенных и нежелательных микроорганизмов закономерно снижало потребность организма в факторах неспецифической защиты и провоспалительных цитокинах. У получавших кормовые добавки птиц экспрессия гена b-дефензина 9 была ниже в 3,3-5,0 раза, гена интерлейкина 8 - на 8-36 % по сравнению c контролем. Наряду со снижением экспрессии генов b-дефензина 9 и интерлейкина 8 было установлено повышение экспрессии гена галлинацина-10 в 1,48-1,55 раза и проэнкефалина в 1,11-1,91 раза, что, вероятно, связано с усилением защитных функций организма. Избирательное влияние пробиотика и пребиотика на репродукцию различных видов бактерий в кишечнике, подтвержденное экспрессией генов, связанных с иммунитетом, обосновывает перспективность применения изученных препаратов для повышения резистентности организма птицы и оптимизации функций иммунной системы без ущерба для продуктивности.
Бесплатно
Статья научная
В опытах на цыплятах-бройлерах кросса Кобб 500 изучали влияние разных доз пробно-тика микроцикола на численность и состав микрофлоры кишечника (бифидобактерии, лактоба-циллы, кишечная палочка, сальмонеллы, энтерококки, дрожжи рода Candida, бактерии рода Proteus) и иммунный статус птицы. Определяли концентрацию гемоглобина в крови, число имму-ноцитов в лимфоидных образованиях кишечника, тимуса, селезенки и бурсы. Сравнивали действие пробиотика при выпаивании и скармливании с сухим комбикормом. Оценивали рост и сохранность птицы, получавшей пробиотик.
Бесплатно
Минеральные элементы в составе молока коров - мини-обзор
Статья научная
Молоко коров - секрет железы, синтетическая способность которой чрезвычайно высока на пике лактации. Коровье молоко считается общепризнанным источником Ca, K, Mg, Na, P, Se, Zn в питании человека (Š. Zamberlin, 2012). Всего в нем обнаружено порядка 50 минеральных элементов (A.V. Skalny, 2019). С учетом того, что дефицит микро- и макроэлементов приобретает глобальный характер (R.L. Bailey, 2015; A.V. Skalny, 2019), интерес к оценке потенциала молока в решении этой проблемы повышается (M.L. Astolfi, 2020). Молоко - единственный источник нутриентов для новорожденных телят, при этом состав и пропорции компонентов молока оптимальны для их усвоения, что обеспечивает успешное выживание вида. Количество и структурная композиция макро- и микроэлементов молока комплементарны активному анаболизму и развитию скелетно-мышечной системы, в частности костяка молодняка. Цель нашего обзора - провести комплексный анализ данных по содержанию микро- и макроэлементов в молоке во взаимосвязи с их биологической ролью в организме коров. Сравнительный анализ накопленных данных демонстрирует достаточно широкий количественный диапазон для минеральных элементов в молоке. Так, содержание Zn может колебаться от 3,09 до 6,48 мг/кг, Cu - от 0,83 до 1,73 мг/кг (S.M. Zain, 2016; S. Kinal, 2007). Среди главных причин этого выделяют алиментарный фактор (A. Costa, 2021), тесно связанный с естественным распределением микро- и макроэлементов в земной коре (S.M. Zain, 2016), и синергические и антагонистические взаимодействия элементов при их усвоении (N. Bortey-Sam, 2015; A.V. Skalny, 2019). Например, избыток калия и кальция снижает усвоение магния и фосфора (A.V. Skalny, 2019), а нарушение всасывания Ca наблюдается при дефиците витамина D (W.P. Weiss, 2017). Отметим и изменчивое поступление минеральных элементов в молоко, связанное с периодом лактации, сезоном года (S.M. O’Kane, 2018; Е.С. Кандинская, 2019), типом содержания и кормления (В.С. Козырь, 2015; I. Orjales, 2018). Результаты количественного анализа методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой показали, что содержание йода и селена в молоке выше значений, приведенных в существующих базах данных о составе пищевых продуктов (S.M. O’Kane, 2018). Таким образом, при выборе молока в качестве источника минеральных элементов для компенсации их дефицита в рационе человека можно использовать созданные ранее базы лишь в части подтвержденных сведений. Вновь формируемые базы данных должны быть более доступными для потребителя. Кроме того, активное развитие и внедрение в практику молекулярных методов исследования позволяет проводить идентификацию целевых генов и белков в качестве маркеров для оценки содержания макро- и микроэлементов (W.P. Weiss, 2017; A. Costa, 2021). Однако пока успехи здесь слабые. Тем не менее точный элементный анализ молока необходим как для подтверждения его безопасности в отношении токсичных макро- и микроэлементов, так и для решения проблемы дефицита макро- и микроэлементов в питании человека.
Бесплатно
Статья научная
Кормовые добавки могут изменять минеральный статус сельскохозяйственной птицы. Например, пищевые волокна долгое время относили к антипитательным факторам, так как считалось, что они снижают усвояемость питательных веществ и неблагоприятно сказываются на потреблении корма. Однако позднее было доказано положительное влияние пищевых волокон на переваривание корма, ферментацию и процессы всасывания у домашней птицы. В настоящей работе впервые продемонстрировано снижение накопления токсичных микроэлементов и изменение в микробном сообществе слепого отдела кишечника у цыплят-бройлеров при добавлении в корм микрокристаллической целлюлозы, лактулозы и хитозана. Цель исследования - изучить влияние пищевых волокон на минеральный обмен и микробиоценоз слепого отдела кишечника у цыплят-бройлеров, содержащихся на полусинтетической диете. Эксперименты на цыплятах-бройлерах (Gallus gallus L.) кросса Arbor Acres были проведены в условиях вивария ФНЦ БСТ РАН. Отобрали 150 цыплят-бройлеров в возрасте 1 нед, которых разделили на 5 групп ( n = 30) методом пар-аналогов. Продолжительность эксперимента составила 35 сут, подготовительного и учетного периодов - соответственно 7 и 28 сут. В течение учетного периода первая контрольная группа (К1) находилась на полусинтетическом рационе (ПР), вторая контрольная (К2) - на ПР, дефицитном по микроэлементам (ПДР), I опытная группа получала ПДР c дополнительным введением микрокристаллической целлюлозы (Е460) в дозе 0,25 г/кг корма, II опытная - ПДР с лактулозой в дозе 1 г/кг корма, III опытная - ПДР с пищевым хитозаном в дозе 0,5 г/кг корма. Анализ элементного состава кормов и биосубстратов бройлеров включал определение 25 химических элементов: Ca, Cu, Fe, Li, Mg, Mn, Ni, As, Cr, K, Na, P, Zn, I, V, Co, Se, Ti, Al, Be, Cd, Pb, Hg, Sn, Sr. Исследование элементного состава кормов и биоматериалов проводили атомно-эмиссионным и масс-спектральным методами. Микробное биоразнообразие слепого отдела кишечника птицы оценивали на 42-е сут. NGS-секвенирование выполняли на платформе MiSeq («Illumina, Inc.», США). Включение пищевых волокон в состав полусинтетических рационов привело в I опытной группе к статистически значимому увеличению содержания кальция на 23,4 % (р ≤ 0,05) относительно К2, в III опытной группе - к снижению показателя в 1,50 раза (р ≤ 0,05) в сравнении с К1 и на 26,3 % (р ≤ 0,05) относительно К2. Введение хитозана в полусинтетический рацион, дефицитный по микроэлементам, способствовало увеличению содержания лития в 1,70 раза (р ≤ 0,05) относительно К1. Концентрация марганца и кобальта достоверно (р ≤ 0,05) снижалась во всех опытных группах относительно К1. В I группе наблюдали повышение количества селена в 2,35 раза (р ≤ 0,05) в сравнении с К1, а также его снижение (р ≤ 0,05) в 1,74 раза по сравнению с К2. В этой же группе выявили увеличение количества йода в 1,74 и 1,50 раза (р ≤ 0,05) относительно обеих контрольных групп. Во II и III опытных группах мы отмечали снижение накопления селена в 4,64 и 4,55 раза (р ≤ 0,05) по сравнению с К2. Концентрация мышьяка во II группе превысила К1 в 1,63 раза (р ≤ 0,05), а в III группе его концентрация, напротив, снизилась в 1,58 и 2,00 раза (р ≤ 0,05) по отношению к К1 и К2. Добавление пищевых волокон способствовало активному выведению токсичных элементов. Содержание стронция в I и в III опытных группах снизилось соответственно на 25,7 и 45,9 % (р ≤ 0,05) относительно К1 и на 22,2 и 43,4 % (р ≤ 0,05) по сравнению с К2. Выполненное нами определение микробного профиля содержимого слепой кишки бройлеров показало, что в I группе численность Rikenellaceae увеличилась в 6,3 и 6,8 раза, Lachnospiraceae - в 12,0 и 4,9 раза, Ruminococcaceae - в 2,1 раза и 3,9 раза по сравнению соответственно с К1 и К2. Во II группе отмечали снижение содержания Lactobicallaceae в 6 раз, численность Rikenellaceae увеличилась в 6,20 раза, Lachnospiraceae - в 9,57 раза, Ruminococcaceae - в 3,10 раза относительно К1. В III группе произошло снижение содержания Lactobicallaceae в 13,30 и 1,55 раза по сравнению с К1 и К2. Численность Rikenellaceae увеличилась в 5,5 раза, Lachnospiraceae - в 11,8 раза, Ruminococcaceae - в 3,5 раза по сравнению с К1. Таким образом, введение пищевых волокон в полусинтетический рацион цыплят-бройлеров кросса Arbor Acres приводило к снижению содержания макроэлементов в организме, элиминации токсичных элементов, увеличению численности таксонов Rikenellaceae и Lachnospiraceae с одновременным снижением численности Lactobacillaceae в кишечнике.
Бесплатно
Млекопитающие и птицы - сельскохозяйственные вредители: глобальная ситуация
Статья научная
На земном шаре описаны приблизительно 70 тыс. видов вредителей, повреждающих сельскохозяйственные культуры. В мире потери продукции от сельскохозяйственных вредителей, по одним данным, составляют 33 % (Д. Гейнрих с соавт., 2003), по другим - достигают 40 % (D. Pimentel с соавт., 1999) и оцениваются в 244 млрд долларов в год (D. Pimentel с соавт., 1997). Несмотря на то, что последствия поражения болезнями и насекомыми-вредителями для растениеводства и кормопроизводства обсуждаются чаще, финансовый ущерб, причиняемый млекопитающими и птицами, весьма значителен. Он существенно превосходит убытки, наносимые нематодами, клещами и слизнями, хотя гораздо меньше причиняемого вредными насекомыми. В целом следует отметить, что величина ущерба от млекопитающих и птиц как сельскохозяйственных вредителей постепенно снижается, оставаясь, однако, все еще высокой. Причины этого заключаются как в применении современных научно-конструкторских разработок (новые технологии уборки урожая, методы борьбы с вредителями и т.д.), так и в снижении численности популяций диких животных вследствие уменьшения их ареала и ухудшения условий местообитания. В качестве приоритетной группы животных - вредителей сельского хозяйства охарактеризованы грызуны, описано их воздействие на состояние таких отраслей, как производство зерна, кормовых трав и силосных культур, а также на овощеводство, бахчеводство и плодоводство. Так, ущерб производству зерна в Калифорнии только от калифорнийского суслика ( Spermophilus beecheyi ) составляет от 8 до 12 млн долларов в год (S.A. Shwiff с соавт., 2009). Приведены методы борьбы с грызунами. Описаны другие виды млекопитающих, наиболее значимые с точки зрения их вредоносности. Приведена информация по их составу в ряде регионов мира. В США к ним относятся олени, еноты, койоты, в лесной зоне умеренного пояса - кабан, медведь, некоторые копытные. Указаны цифры экономического ущерба от крупных млекопитающих в некоторых странах. Рассмотрено воздействие растительноядных и всеядных видов птиц на производство зерна, садоводство, овощеводство, семеноводство, а также в связи с программами селекции новых сортов. Например, в Австралии, где известно более 60 видов птиц, вредящих садовым культурам, ежегодные убытки только для садоводства составляют 300 млн американских долларов (Ю.М. Маркин, 2008). Перечислены наиболее вредные в глобальном масштабе виды птиц, приведены цифры финансовых убытков от них для ряда стран.
Бесплатно
Многолинейные сорта перца сладкого и особенности их семеноводства
Статья научная
Рассматриваются особенности одно- и многолинейных сортов перца сладкого. Описаны хозяйственно ценные признаки многолинейных сортов перца сладкого селекции ВНИИССОК. Представлены результаты экологических испытаний этих сортов. Обсуждается возможность репродукции семян тепличных сортов перца сладкого не только в защищенном, но и в открытом грунте.
Бесплатно
Статья научная
Уменьшение скорости роста в ответ на действие многих неблагоприятных факторов среды, в частности УФ-В радиацию, представляет собой защитный механизм, с помощью которого растения минимизируют отрицательное действие возникших повреждений, что может быть связано с сокращением числа клеточных делений. При адаптации к действию УФ-В радиации указанный механизм, по-видимому, реализуется у злаковых растений, обладающих интеркалярным ростом листа, меристематическая зона которого защищена влагалищем. Мы сравнивали динамику роста 1-го листа у ячменя (Hordeum vulgare L.) сортов Фукумуги, Белогорский и пшеницы (Triticum aestivum L.) сорта Ленинградка при выращивании в светоустановках, а также в полевых условиях с моделированием повышенных значений УФ-В радиации (l = 280-320 нм), проведя экспериментальную оценку параметров для различных вариантов моделей роста при стрессе на ранних этапах онтогенеза. Это позволило обосновать методику математического моделирования линейного роста растений в суточном масштабе времени в условиях окислительного стресса, вызванного действием УФ-В радиации. Точность оценки торможения линейного роста при применении разработанных моделей составила ±5-6 мм. При этом наилучшие результаты дают динамические варианты моделей, точность которых на 20-25 % выше, чем у статической модели. С помощью предлагаемых моделей может быть описано торможение линейного и/или массово-объемного роста в зависимости от интенсивности и дозы действующего стрессора. Показатели качества идентификации и точности прогнозирования позволяют предположить, что разработанный метод также применим для моделирования линейного роста растений при действии других абиотических факторов, вызывающих окислительный стресс, а также их сочетаний.
Бесплатно
Статья научная
Вегетативное размножение лучших сортов плодовых культур прививкой на клоновые подвои обеспечивает однородность деревьев, раннее наступление плодоношения, позволяет создавать уплотненные насаждения. С целью выявления подвоя, обеспечивающего максимальную урожайность привитого на нем сорта, проводятся дорогостоящие, длящиеся десятки лет испытания большого числа сортоподвойных комбинаций. В многочисленных публикациях сообщались в основном результаты такого эмпирического подбора. Поэтому до сих пор нет ни теории, ни методов прогноза урожайности для привитых деревьев по показателям привоев и подвоев. Повысить эффективность таких поисков и снизить затраты средств и времени на их проведение можно лишь на основе теоретических разработок принципов прогнозирования признаков у привитых деревьев по характеристикам привоев и подвоев. Исследования авторов статьи направлены на выяснение особенностей использования принципов и математических моделей биометрической генетики для познания связей в системе прививочные компоненты-привитое растение. Реализация этой программы была начата с изучения возможностей применения формул для вычисления комбинационной способности привоев и подвоев как меры их влияния на количественные признаки получаемых комбинаций. Экспериментальным материалом служили результаты испытания 28 комбинаций (4 сорта яблони - Джонатан, Голден Делишес, Айдаред и Корей на 7 подвоях - 1-48-1, 1-47-55, 1-48-46, М2, М3, М4 и М7) по урожайности, усредненные за 21 год плодоношения. Установлено, что генотипы привоев различаются как по урожайности, усредненной по всем подвоям, так и по степени зависимости этого признака от конкретных подвоев, а подвои неодинаково дифференцируют привои по фенотипическому проявлению урожайности. Широко используемые метод и математические модели оценки комбинационной способности у родительских линий F 1 гибридов можно с успехом применять для определения участия общей и специфической комбинационной способности генотипов привоев и подвоев во влиянии на урожайность привитых деревьев. Основанием служит тот факт, что в структуре вариации комбинационной способности прививочных компонентов преобладает доля общей комбинационной способности, которая (по аналогии с родительскими формами гибридов) представляет собой функцию аддитивных генов. Вычисления на основе формул биометрической генетики показали, что общая комбинационная способность прививочных компонентов в 6,4 раза больше их специфической комбинационной способности. Это обусловило высокую эффективность прогнозов по урожайности привитых деревьев на основании общей комбинационной способности привоев и подвоев (отмечен высокий коэффициент корреляции между фактическими и прогнозируемыми оценками урожайности - r = 0,930). Тесная корреляция между прогнозируемыми по общей комбинационной способности и фактическими оценками урожайности привойно-подвойных комбинаций свидетельствует о высокой степени интегрированности свойств прививочных компонентов в определении количественных признаков привитого дерева. Предварительный анализ выявил возможность еще большего повышения точности таких прогнозов за счет вычленения из дисперсий оценок специфической комбинационной способности линейного компонента.
Бесплатно
Моделирование in vitro защитных иммунных механизмов при африканской чуме свиней
Статья научная
Свиньи, выжившие после инфицирования вирусом африканской чумы свиней (АЧС), устойчивы к повторному заражению гомологичными по сероиммунотиповой принадлежности вирулентными изолятами, что свидетельствует о формировании иммунологической защиты. Однако вопросы о протективной значимости различных механизмов иммунитета при африканской чуме свиней до сих пор остаются дискуссионными. В работе представлены результаты определения роли клеточного и гуморального звеньев иммунитета в ограничении репродукции вируса АЧС. В качестве моделей реализуемых вирус-специфических реакций in vivo использованы культуры лейкоцитов периферической крови, полученные от интактных и привитых свиней. Максимальное накопление вируса АЧС зарегистрировано в культуральных системах, в состав которых входили адгезированные клетки от интактного или иммунизированного подсвинка, а также неприкрепившиеся клетки белой крови и сыворотка от интактного животного. Замена неприкрепившихся клеток от интактного подсвинка на аналогичные от иммунизированного приводила к достоверному снижению накопления вируса АЧС. В присутствии А-клеток интактного или иммунизированного подсвинка, неприкрепившихся клеток от интактного и сыворотки от иммунизированного животного накопление вируса АЧС ограничивалось сильнее, а в том же варианте, но с неприкрепившимися клетками от иммунизированной особи, — в наибольшей степени. Установлено, что механизмы защиты, в реализации которых участвуют цитотоксические Т-лимфоциты и антителоопосредованные противоклеточные эффекторы, действуют интегрированно, что позволяет предположить их направленность против различных эпитопов.
Бесплатно
Моделирование систем созревания ооцитов свиней in vitro
Статья научная
На основе исследования роли структурных элементов фолликулов свиней в формировании зрелой яйцеклетки и превентивной оценки функционального статуса ооцита (ВСВ-тест) разработана система экстракорпорального дозревания свиных ооцитов, завершивших фазу роста in vivo или in vitro, которая позволяет получать до 45 % эмбрионов на стадиях поздней морулы и бластоцисты.
Бесплатно
